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1、第二节变压器远距离输电一、变压器原理1工作原理：电磁感应的互感现象2理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：，若n1n2，为降压变压器；若n1n2，为升压变压器(3)电流关系：只有一个副线圈时，；有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn.1.(多选)如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为R的负载电阻若与初级线圈连接的电压表V1的示数为U1，与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2，且U2U1，则以下判断中正确的是()A该变压器输入电流与输出电流之比为U1U2B该变压器输入功率与输出功率之比为U2U1C通过负载电阻R的电流I2D通过初级线圈的电流I
2、1答案：CD二、远距离输电1输电线路(如图所示)2输送电流(1)I.(2)I.3电压损失(1)UUU.(2)UIR.4功率损失(1)PPP.(2)PI2R2R.2.(单选)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响则 ()A送电电流变为原来的2倍B输电线上降落的电压将变为原来的2倍C输电线上降落的电压将变为原来的D输电线上损耗的电功率将变为原来的答案：C考点一理想变压器原、副线圈关系的应用 1基本关系(1)P入P出，(有
3、多个副线圈时，P1P2P3)(2)，有多个副线圈时，仍然成立(3)，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈)n1I1n2I2n3I3(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同2制约关系(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定(多选)(2014高考山东卷)如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断
4、正确的是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113思路点拨根据变压器的变压规律 ，变流规律 ，正弦交变电流有效值和峰值的关系I，功率公式PIU和理想变压器的特点P1P2解决问题解析变压器的输入功率P1P2I2U22.260 W132 W，选项A错误；由得，选项D正确；由得I1I22.2 A0.6 A，选项B正确；根据I得副线圈上的电流的最大值I2mI22.2 A，选项C错误答案BD总结提升关于理想变压器的四点说明：(1)变压器不能改变直流电压(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变
5、交变电流的频率(3)理想变压器本身不消耗能量(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值1.(单选)(2015宁夏银川模拟)如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n1n2101，电阻R10 .图乙是R两端电压u随时间变化的图象，Um10 V则下列说法中正确的是()A交变电流的频率是50 HzB电流表A的读数为 AC电压表V的读数为10 VD变压器的输入功率为10 W解析：选D.由题意可知交流电的频率f Hz50 Hz，所以A错；依据，I2可知，电流表A的读数I1 A，所以B错；电压表V测R两端电压，则其读数为
6、U210 V，所以C错；变压器的输出功率决定输入功率，则P出 10 W，所以P入10 W，D正确考点二理想变压器的动态分析学生用书P2001.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变，根据可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据可以判断I1的变化情况(3)I2变化引起P2变化，根据P1P2，可以判断P1的变化2.负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U1不变，发生变化，U2变化(2)R不变，U2变化，I2发生变化(3)根据P2和P1P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化(单选)(2015潍坊联考)如图甲所示的电路中，S为单刀双
7、掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则()A变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin 100t(V)BS接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小CS接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大DS由a切换到b，Rt消耗的功率变大解析由交变电流图象，可知电压最大值为110 V，周期为0.02 s，所以100 rad/s，A项正确；副线圈输出电压由变压器匝数比和输入电压决定，故温度升高时，Rt电阻阻值减小，两端电压不变，C项错；由P可知，变压器输出功率增大，故其输入功率也随之增大，B项错；S由a切换到b，副线
8、圈匝数减小，故输出电压减小，Rt电阻不变，由P知，消耗功率减小，D项错答案A方法总结变压器动态分析的思路流程2.(多选)(2014高考广东卷)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是()AP向下滑动时，灯L变亮BP向下滑动时，变压器的输出电压不变CP向上滑动时，变压器的输入电流变小DP向上滑动时，变压器的输出功率变大解析：选BD.由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2知，通过副
9、线圈的电流I2增大，输出功率P2U2I2增大，再由知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确考点三关于远距离输电问题的分析 1远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析2远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P损P3.(2)电压、电流关系：，U2UU3，I2I3I线(3)输电电流：I线.(4)输电线上损耗的电功率：P损I线UI2线R线2R线当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的.(单选)通过一理想变压器，
10、经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为()A.，B.2R，C.， D.2R，解析根据变压器的变压规律，得k，nk，所以U1kU，U2nkU.根据PUI，知匝数比为k和nk的变压器副线圈的电流分别为I1，I2.根据PI2R知，输电线路损耗的电功率分别为P1IR2R，P2IR2R，所以，选项D正确，选项A、B、C错误答案D总结提升解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线
11、圈中的电流相等(3)输电线长度等于距离的2倍(4)计算线路功率损失一般用P损I2R线3.(单选)(2014高考江苏卷)远距离输电的原理图如图所示， 升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2, 电压分别为U1、U2，电流分别为 I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A.BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析：选D.根据理想变压器的工作原理得I1U1I2U2、.U2不是加在R两端的电压，故I2，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和只有选项D正确方法技巧变压器原理的应用(多选)如图所示理想变压器的三个线圈的匝数n1n2n3144
12、，在M、N间接正弦交流电源，在a、b和c、d间接相同的电阻器R，则()AU1U24U3BU2U32U1CI14I24I3 DP12P22P3解析由于副线圈有两个相同的铁芯，所以原线圈中的磁通量与线圈中的磁通量关系为：12223，磁通量变化率关系为：22，故每匝线圈产生的感应电动势关系为：e12e22e3，对理想变压器有：U1n1e1，U2n2e2，U3n3e3，因此，可得：，代入n1n2n3144得U2U32U1，故A错B对由能量守恒得：P1P2P32P22P3，D对，由I1U12I2U22I3U3得：I14I24I3，C对答案BCD点评公式是根据原、副线圈中的磁通量相等推导出的，若磁通量不等
13、则要根据法拉第电磁感应定律求解4.(单选)在如图所示的铁芯上绕有4个线圈，匝数之比为n1n2n3n41121，今在线圈1两端接正弦交流电源，下列判断正确的是()AU1U2U3U4BU1U2U3，U40CU1U2U3U4D以上均不对解析：选B.线圈1、2、3的电压关系遵守变压比公式，线圈4中的磁通量始终为0，不产生感应电动势，故U40，B正确1(单选)(2015陕西西安长安一中模拟)如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为12，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()
14、AU110 V，I0.05 ABU110 V，I0.2 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A解析：选B.灯泡正常发光时，加在灯泡两端的电压为220 V，流过灯泡的电流I0.1 A，根据，可知电压表读数U1110 V，根据，可得电流表读数I10.2 A，因此B正确2(单选)(2015沈阳质检)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为201，b接原线圈的中心触头，电压表和电流表均为理想电表从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u220sin 100t(V)，则()A单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小B原线圈和副线圈中交变电流的频率之比为201C当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为22 V
